Ursache für die Explosion des 30-Kilowattstunden-Batteriespeichers wird wohl ungeklärt bleiben

Vor rund drei Wochen sorgte die Explosion eines 30-Kilowattstunden Batteriespeichers im hessischen Lauterbach für viel Aufsehen. Der Besitzer ist Elektroniker Energie- und Gebäudetechnik mit 20 Jahren Berufserfahrung. Bei der Explosion wurde sein Haus zerstört und ist seither nicht mehr bewohnbar. Mehr noch, es ist akut einsturzgefährdet, warum sich die Ermittler von der Polizei und Ermittler nicht ins Gebäude trauen. Dies macht eine 100-prozentige Ursachenermittlung für die Explosion nahezu unmöglich. Erst recht, da in Kürze der Abriss des Hauses ansteht.

Um weiteren Spekulationen keinen neuen Raum zu geben, erklärte der Betreiber jetzt gegenüber pv magazine, dass der Batteriespeicher aus drei Akkus von Shenzhen Basen Technology bestanden habe. Zwei habe er im Juni 2022 und einen weiteren im Juni 2023 selbst über die Plattform Alibaba importiert. Es handele sich dabei um die Modelle „BR-48200B“ und „MY-381“ mit jeweils 10 Kilowattstunden Kapazität basierend auf Lithium-Eisenphosphat-Technologie, auch als LiFePO4 oder LFP abgekürzt, in einem 19 Zoll-Gehäuse.

Kombiniert war der Batteriespeicher mit einer Photovoltaik-Anlage mit 15,47 Kilowatt, die er gerade noch durch neue Module auf seinem Wintergarten auf 19,565 Kilowatt erweitern wollte.

Die Ursache für die Havarie sei noch nicht geklärt, auch elektrotechnisch seien keine Anhaltspunkte vorhanden gewesen, so der Betreiber. Der Akku SOC habe vor der Havarie bei 90,2 Prozent, die Batteriespannung bei 52,41 Volt gelegen.

Wissenschaftler äußern sich dazu

Für ein allgemein tieferes Verständnis zum Verhalten von LFP-Batteriespeichern kontaktierte pv magazine zwei Wissenschaftler. Natürlich können sie sich aufgrund der nicht abgeschlossenen Ermittlungen zur Brandursache zum konkreten Zwischenfall nicht äußern, dennoch lassen sich einige allgemeine Annahmen verifizieren.

Zum einen äußerte sich Egbert Figgemeier. Er ist Professor auf dem Lehr- und Forschungsgebiet für Alterungsprozesse und Lebensdauerprognose von Batterien an der RWTH Aachen und Forschungsgruppenleiter am Forschungszentrum Jülich.

Figgemeier erklärt, dass es durchaus denkbar sei, dass sich der Elektrolyt in den Zellen zersetze und sich die Zellen dadurch aufblähen. Gegebenenfalls durch einen internen Kurzschluss in der Zelle könne eine Zündung der Gase erfolgen. „Eine externe Zündquelle ist dafür nicht unbedingt nötig“, so Figgemeier. Den weißen Rauch erklärt er ebenfalls durch Zersetzungsprodukte des Elektrolyten, der auch gefährliche Gase enthalten kann. Eine Rußbildung sei nicht unbedingt zu erwarten, da viele Komponenten der Zellen bei den hohen Temperaturen auch rückstandslos verbrennen können. Ein so sogenannter Thermal Runaway könne der Explosion vorausgegangen sein und Auslöser gewesen sein.

Zum anderen erklärte Axel Durdel von der Technischen Universität München auf die Anfrage von pv magazine, dass in einem „Worst-Case-Szenario“ aus einer LFP-Batterie unter anderem Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid, Ethen, Methan und weitere Gase austreten könnten. Gerade über eine mögliche Bildung von Wasserstoff mit darauffolgender Explosion ist im vorliegenden Fall bereits viel diskutiert worden. Prinzipiell sei das möglich, doch ob dabei die Voraussetzungen zu einer Selbstentzündung erreicht worden seien, lasse sich nicht abschätzen, so Durdel weiter.

Der Wissenschaftler der TU München erklärt weiter, es sei nicht bekannt, dass Batterien ohne thermische Reaktion eine derartige Explosion verursachen könnten. Sprich: irgendwie müssen sie sich erwärmen, zum Beispiel durch einen Thermal Runaway. Der Innendruck kann dann durch unerwünschte Nebenreaktionen ansteigen. Entweder explodiert die Batterie, wobei heiße Gase austreten, wie auch schon Figgemeier sagte. „Bei Batterien mit geringerer Energiedichte oder mit niedrigem Ladezustand ist es aber durchaus möglich, dass sich das Gas nicht direkt beim Austritt aus der Batterie entzündet, sondern dass die Entzündung durch externe Zündquellen erfolgt“, sagt Durdel. Dann müssten sich aber Spuren an der Batterie zeigen. Dies kann im vorliegenden Fall wohl nicht mehr verifiziert werden, da man den Raum wegen Einsturzgefahr nicht mehr betreten darf.

Der Speicherbesitzer hat auf die Problematik von Sicherheitstests mit Lithium-Speichern im Freien hingewiesen. Figgemeier bestätigte, sie würden nicht in geschlossenen Räumen erfolgen, eher würden halboffene Bunker für derartige Versuche genutzt. Durdel wiederum erklärt, dass die normgerecht durchgeführten Sicherheitstest für die Lithium-Ionen-Zellen fast ausschließlich in Prüfräumen mit entsprechenden Filteranlagen erfolgten. Dass sich verglichen dazu in einem Kellerraum ohne entsprechende Abluftanlage eine erhöhte Gasdichte ansammeln könne, sei prinzipiell denkbar. Ob dies jedoch für eine Selbstzündung ausreiche, konnte der Wissenschaftler der TU München nicht sagen.

Sind Speicher generell sicher?

Fachleute halten Batteriespeicher, die fachgemäß installiert und die notwendigen Zertifikate haben, generell für sicher. Außerdem ist es sinnvoll darauf zu achten, dass die Systeme zusammenpassen. Wechselrichterhersteller und Batteriehersteller testen in der Regel die Gerätekombinationen und geben sie gegenseitig frei, wenn sie zusammen eingesetzt werden können. Bei integrierten Systemen übernimmt das der Systemintegrator. Dass diese Systeme sicher sind, zeigt sich auch daran, dass im Vergleich zu den mehr als eine Million installierten Photovoltaik-Heimspeichern in Deutschland nur sehr wenige Havarien gemeldet worden sind. Monitoringsysteme, die die meisten etablierten Hersteller haben, helfen bei den Systemen ebenfalls, kritische Zustände früh genug zu erkennen.